淺談ＲＴＫ技術(shù)在公路測量中應用問(wèn)題

　　[論文關(guān)鍵詞]RTK技術(shù) 公路測量 應用 
　　[論文摘要]介紹RTK技術(shù)的發(fā)展由來(lái)，對傳統測量技術(shù)與RTK測量技術(shù)作比較，并介紹RTK技術(shù)在公路測量中的應用。 
　　 
　　一、RTK技術(shù)發(fā)展由來(lái)? 
　　目前，全球有美國GPS全球定位系統、俄羅斯格洛納斯全球定位系統、歐洲伽利略全球定位系統、我國北斗星全球定位系統。這四大全球定位系統中要數GPS開(kāi)發(fā)最早，應用更為成熟。其具有全球性、全天候、連續性、實(shí)時(shí)性導航定位和定時(shí)功能，能為各類(lèi)用戶(hù)提供精密的三維坐標、速度和時(shí)間。根據算法模型，設計了靜態(tài)、快速靜態(tài)以及RTK等作業(yè)模式。靜態(tài)作業(yè)模式主要用于地殼變形觀(guān)測、國家大地測量、大壩變形觀(guān)測等高精度測量；快速靜態(tài)測量以其高效的作業(yè)效率與厘米級精度廣泛應用于一般的工程測量；而RTK系統由GPS接收設備、無(wú)線(xiàn)電通訊設備、電子手薄及配套設備組成，整套設備在輕量化、操作簡(jiǎn)便性、實(shí)時(shí)可靠性、厘米級精度等方面的特點(diǎn)，完全可以滿(mǎn)足數據采集和工程放樣的要求。 
　　 
　　二、傳統測量與RTK測量技術(shù)的比較? 
　�。ㄒ唬└鞣N控制測量 
　　傳統的大地測量、工程控制測量采用三角網(wǎng)、導線(xiàn)網(wǎng)方法來(lái)施測，不僅費工費時(shí)，要求點(diǎn)間通視，而且精度分布不均勻，且在外業(yè)不知精度如何，采用常規的GPS靜態(tài)測量、快速靜態(tài)方法，在外業(yè)測設過(guò)程中不能實(shí)時(shí)知道定位精度，如果測設完成后，回到內業(yè)處理后發(fā)現精度不合要求，還必須返測，而采用RTK來(lái)進(jìn)行控制測量，能夠實(shí)時(shí)知道定位精度，如果點(diǎn)位精度要求滿(mǎn)足了，用戶(hù)就可以停止觀(guān)測了，而且知道觀(guān)測質(zhì)量如何，這樣可以大大提高作業(yè)效率。若把RTK用于公路控制測量則不僅可以大大減少人力強度、節省費用，而且大大提高工作效率，測一個(gè)控制點(diǎn)在幾分鐘甚至于幾秒鐘內就可完成。 
　�。ǘ�）地形測圖 
　　過(guò)去測地形圖時(shí)一般首先要在測區建立圖根控制點(diǎn)，然后在圖根控制點(diǎn)上架上全站儀或經(jīng)緯儀配合小平板測圖，現在發(fā)展到外業(yè)用全站儀和電子手簿配合地物編碼，利用大比例尺測圖軟件來(lái)進(jìn)行測圖，甚至于發(fā)展到最近的外業(yè)電子平板測圖等等，都要求在測站上測四周的地形地貌等碎部點(diǎn)，這些碎部點(diǎn)都與測站通視，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼圖時(shí)一旦精度不合要求還得到外業(yè)去返測�，F在采用RTK時(shí)，僅需一人背著(zhù)儀器在要測的地形地貌碎部點(diǎn)呆上幾秒鐘，并同時(shí)輸入特征編碼，通過(guò)手簿可以實(shí)時(shí)知道點(diǎn)位精度，把一個(gè)區域測完后回到室內，由專(zhuān)業(yè)的軟件接口就可以輸出所要求的地形圖。 
　�。ㄈ�）放樣 
　　放樣是測量一個(gè)應用分支，它要求通過(guò)一定方法采用一定儀器把人為設計好的點(diǎn)位在實(shí)地給標定出來(lái)，過(guò)去采用常規的放樣方法很多，如經(jīng)緯儀交會(huì )放樣，全站儀的邊角放樣等等，一般要放樣出一個(gè)設計點(diǎn)位時(shí)，往往需要來(lái)回移動(dòng)目標，而且要2-3人操作，同時(shí)在放樣過(guò)程中還要求點(diǎn)間通視情況良好，在生產(chǎn)應用上效率不是很高，有時(shí)放樣中遇到困難的情況會(huì )借助于很多方法才能放樣，如果采用RTK技術(shù)放樣時(shí)，僅需把設計好的點(diǎn)位坐標輸入到電子手簿中，背著(zhù)GPS接收機，它會(huì )提醒你走到要放樣點(diǎn)的位置，既迅速又方便，由于GPS是通過(guò)坐標來(lái)直接放樣的，而且精度很高也很均勻，因而在外業(yè)放樣中效率會(huì )大大提高，且只需一個(gè)人操作。
　　三、RTK技術(shù)在公路測量中的應用前景? 
　　隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的快速增長(cháng)基礎設施建設大力發(fā)展，中、高等級公路建設迎來(lái)前所未有的發(fā)展機遇，這就對勘測設計提出了更高的要求，隨著(zhù)公路設計行業(yè)軟件技術(shù)和硬件設備的發(fā)展，公路設計已實(shí)現CAD化，有些軟件本身還要求提供地面數字化測繪產(chǎn)品的支持；建立勘測、設計、施工、后期管理一體化的數據鏈，減少數據轉抄、輸入等中間環(huán)節，是公路勘測設計“內外業(yè)一體化”的要求，也是影響高等級公路設計技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。目前公路勘測中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設備，但常規測量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制，作業(yè)強度大，且效率低，大大延長(cháng)了設計周期�？睖y技術(shù)的進(jìn)步在于設備引進(jìn)和技術(shù)改造，在目前的技術(shù)條件下引入GPS技術(shù)應當是首選。當前，用GPS靜態(tài)或快速靜態(tài)方法建立沿線(xiàn)總體控制原理，為勘測階段測繪帶狀地形圖，路線(xiàn)平面、縱面測量提供依據；在施工階段為橋梁，隧道建立施工控制網(wǎng)，這僅僅是GPS在公路測量中應用的初級階段，其實(shí)，公路測量的技術(shù)潛力蘊于RTK技術(shù)的應用之中，RTK技術(shù)在公路工程中的應用，有著(zhù)非常廣闊的前景。 
　　 
　　四、RTK技術(shù)在公路測量中的應用? 
　�。ㄒ唬�實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位技術(shù)是GPS測量技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新突破，在公路工程中有廣闊的應用前景 
　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(RTK)系統由基準站和流動(dòng)站組成，建立無(wú)線(xiàn)數據通訊是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量的保證，其原理是取點(diǎn)位精度較高的首級控制點(diǎn)作為基準點(diǎn)，安置一臺接收機作為參考站，對衛星進(jìn)行連續觀(guān)測，流動(dòng)站上的接收機在接收衛星信號的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸設備接收基準站上的觀(guān)測數據，隨機計算機根據相對定位的原理實(shí)時(shí)計算顯示出流動(dòng)站的三維坐標和測量精度。這樣用戶(hù)就可以實(shí)時(shí)監測待測點(diǎn)的數據觀(guān)測質(zhì)量和基線(xiàn)解算結果的收斂情況，根據待測點(diǎn)的精度指標，確定觀(guān)測時(shí)間，從而減少冗余觀(guān)測，提高工作效率。

　�。ǘ�）RTK技術(shù)的應用情況 
　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)定位有快速靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位兩種測量模式，兩種定位模式相結合，在公路工程中的應用可以覆蓋公路勘測、施工放樣等前端數據采集。? 
　　1．快速靜態(tài)定位模式 
　　要求GPS接收機在每一流動(dòng)站上，靜止的進(jìn)行觀(guān)測。在觀(guān)測過(guò)程中，同時(shí)接收基準站和衛星的同步觀(guān)測數據，實(shí)時(shí)解算整周未知數和用戶(hù)站的三維坐標，如果解算結果的變化趨于穩定，且其精度已滿(mǎn)足設計要求，便可以結束實(shí)時(shí)觀(guān)測。一般應用在控制測量中，如控制網(wǎng)加密；若采用常規測量方法(如全站儀測量)，受客觀(guān)因素影響較大，在自然條件比較惡劣的地區實(shí)施比較困難，而采用RTK技術(shù)可起到事半功倍的效果。單點(diǎn)定位只需要5-10min，隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，定位時(shí)間還會(huì )縮短，不及靜態(tài)測量所需時(shí)間的五分之一，在公路測量中可以代替全站儀完成導線(xiàn)測量等控制點(diǎn)加密工作。? 
　　2．動(dòng)態(tài)定位 
　　測量前需要在一控制點(diǎn)上靜止觀(guān)測數分鐘(有的儀器只需2～10s)進(jìn)行初始化工作，之后流動(dòng)站就可以按預定的采樣間隔自動(dòng)進(jìn)行觀(guān)測，并連同基準站的同步觀(guān)測數據，實(shí)時(shí)確定采樣點(diǎn)的空間位置。目前，其定位精度可以達到厘米級。動(dòng)態(tài)定位模式在公路勘測階段有著(zhù)廣闊的應用前景，可以完成地形圖測繪、中樁測量、橫斷面測量、縱斷面地面線(xiàn)測量等工作。測量2～4s，精度就可以達到1～3cm，且整個(gè)測量過(guò)程不需通視，有著(zhù)常規測量?jì)x器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。 
　　 
　　五、總論 
　　實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK技術(shù)在公路勘測中的應用，對等級公路的勘測手段和作業(yè)方法產(chǎn)生了重大改變，極大地提高了勘測精度和勘測效率，對公路勘測、施工和后期養護、管理方面有著(zhù)廣闊的應用前景，為我國國民經(jīng)濟發(fā)展帶來(lái)了可觀(guān)的經(jīng)濟效益。 

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